Механизм растворения и тепловые эффекты при растворении

Процесс растворения определенно можно назвать и физическим, и химическим процессом. С одной стороны, при растворении вещества происходит ее дробление, что делает его похожим на физический процесс. С другой стороны, при растворении обязательно наблюдается поглощение или выделение теплоты и в некоторых случаях происходит образование новых веществ. Однако процесс растворения не относят ни к тому, ни к другому. Его называют физико-химическим процессом. И это станет более понятно, если рассмотреть процесс растворения.

 

Рассмотрим процесс растворения кристалла хлорида натрия в воде. Молекула воды представляет собой диполь, у которого есть положительно и отрицательно заряженные полюса. Вследствие этого, при попадании кристалла соли в воду, этот кристалл окружают молекулы воды, которые соответствующим образом ориентируются вокруг положительно и отрицательно заряженных ионов. И, конечно же, молекулы воды начинают притягивать ионы к себе. Когда сила притяжения ионов к молекулам воды становится больше, чем сила притяжения к кристаллу, то ион в окружении молекул воды переходит в раствор.

 

Ионы или молекулы, окруженные молекулами растворителя, называют сольват или, в случае водных растворов, гидратами.

 

Итак, в процессе растворения можно выделить три стадии:

 

1) взаимодействие частиц розчинюванои вещества с молекулами растворителя - сольватация (в случае водных растворов - гидратации)

разрушение структуры розчинюванои вещества - разрушение кристаллической решетки - Ионизация;

 

распределение сольватированных частиц в объеме растворителя - диффузия.

 

В результате первого процесса происходит выделение теплоты за счет образования новых связей между частицами, а в результате второго - поглощение тепла (энергия расходуется на разрушение связей между частицами в кристаллической решетке). В связи с этим общий тепловой эффект процесса растворения равна сумме двух тепловых эффектов названных процессов: если при гидратации выделяется энергии больше, чем расходуется на разрушение кристаллической решетки, то вследствие растворения энергия выделяется и раствор нагревается (процесс экзотермический), и наоборот (эндотермический ).